ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Перспективные способы облагораживания нефтяного кокса из "Облагораживание и применение нефтяного кокса" Недостатки существующих прокалочных агрегатов побудили к поискам новых более совершенных конструкций печей для облагораживания нефтяных коксов. Этому способствовало и то обстоятельство, что для проведения процесса обессеривания нефтяного кокса требуются более жесткие условия (температура на 200— 250 °С выше), чем для процесса только прокалки. [c.118] Процесс прокалки и обессеривания, как следует из проведенных научно-исследовательских работ и практики работы пилотных установок, должен состоять из двух стадий 1) нагрева кокса до соответствующей температуры и 2) выдержки его при этих условиях- в течение времени, необходимого для протекания химических и фазовых превращений. [c.118] При электронагреве в кипящем слое размеры частиц (0,5— 10 мм) ограничиваются условиями псевдоожижения. При наличии значительного количества жидких летучих веществ в составе кокса во избежание слипания частиц в кипящем слое нижний предел размеров частиц должен быть увеличен. [c.118] Непосредственный нагрев кокса газообразным теплоносителем может быть осуществлен пропусканием газов через неподвижный слой в аппарате шахтного типа, во вращающихся печах, в аппаратах с кипящим и фонтанирующим слоем и в вихревом режиме в аппаратах циклонного типа. [c.118] Нагрев кокса продуктами сгорания топлива через стенку лучше всего осуществлять в аппаратах шахтного типа с развитой поверхностью теплообмена. [c.119] Все указанные способы имеют свои преимущества и недостатки. Электронагрев характеризуется наименьшими общими потерями кокса (без учета сжигания топлива на электростанциях), но при этом значителен расход электроэнергии, что сказывается на стоимости выпускаемой продукции. Нагрев кокса продуктами сгорания топлив через стенку дешевле электронагрева, но при этом необходима очень развитая поверхность теплообмена. Относительно низкие коэффициенты теплопередачи обусловливают значительное увеличение времени пребывания кокса в зоне нагрева, что приводит к частичному обессериванию кокса в этой зоне и загрязнению атмосферы. [c.119] При нагреве кокса непосредственным контактом с продуктами сгорания создаются благоприятные условия для теплообмена, но при этом возрастают общие потери в результате взаимодействия активных составляющих дымовых газов с коксом. При хорошем теплообмене значительно сок ращается время пребывания кокса в зоне нагрева (в аппаратах циклонного типа оно составляет всего несколько секунд). В этом случае можно максимально сократить выделение сернистых соединений в зоне нагрева и осуществлять процесс десульфуризации в специальном аппарате, что имеет большое значение для предупреждения загрязнения атмосферы и утилизации выделяющихся сернистых соединений. Особенно это важно при облагораживании высокосернистых коксов. Практический интерес представляет применение аппаратов циклонного типа не только для высокотемпературного нагрева, но и для охлаждения коксов и использования их тепла для пиролиза углеводородных газов. [c.119] В каждом отдельном случае в зависимости от качества исходного кокса, условий облагораживания и требований, предъявляемых к качеству готовой продукции, могут быть применены комбинированные аппараты, сочетающие положительные стороны различных способов высокотемпературного нагрева. [c.119] В ряде случаев, например в производстве электродов крупного сечения, требуется прокаленный кокс, состоящий из крупных частиц (до 15—20 мм). Поэтому представляет интерес процесс облагораживания нефтяного кокса без предварительного размельчения. [c.119] Средние данные о качестве прокаленного сернистого кокса и степени обессеривания сернистого кокса в электрокальцинаторе и во вращающихся печах приведены в табл. 27. [c.121] Как видно из табл. 27, при температуре прокалки, превышающей 1300 °С, содержание серы в коксе резко снижается. При 1600 С оно составляет менее 1,0 мае. %. Глубина обессеривания зависит не только от температуры прокалки, но и от режима выгрузки прокаленного кокса. Например, в двух опытах при одинаковой производительности электрокальцинатора (100 кгЫ) и одинаковом технологическом режиме, но выгрузке кокса череа разные промежутки времени, получаются резко различающиеся результаты. Объясняется это тем, что при выгрузке большими порциями в электрокальцинаторе образуются мертвые зоны (до 70% объема аппарата) и кокс получается неравномерно прокаленным. Очевидно, при непрерывных процессах подачи и выгрузки кокса и установлении распределителя потока сырья в нижней части электрокальцинатора этот недостаток может быть ликвидирован. [c.121] Интересно сравнить данные по обессериванию в электрокальцинаторах и вращающихся печах. Из-за разницы способов подвода тепла, а также вследствие неодинаковых размеров кусков кокс при этих способах обессеривается неодинаково. С увеличением размеров кусков кокса с 10 до 40 мм содержание серы в крупных кусках по сравнению с мелкими при прокалке во вращающихся печах (при 1350 °С в течение 2 ч) становится выше примерно на 10%. [c.121] Неравномерность обессеривания в одинаковых условиях прокалки наблюдается не только в случае различных размеров кусков, но и в пределах каждого куска. Во вращающихся печах обессеривание на поверхности кусков протекает полнее, чем внутри. В электрокальцинаторах, наоборот, содержание серы больше снижается в ядре кокса, чем на его поверхности. Мелкие фракции кокса в этих условиях обессериваются значительно труднее [85]. [c.121] Разный характер обессеривания кусков кокса при прокалке во вращающихся печах и электрокальцинаторах позволит при совмещении этих процессов в промышленных условиях получить наибольший эффект наряду с более равномерной прокалкой — глубокое обессеривание. Кроме того, в этом случае сернистые соеди нения, уходящие сверху электрокальцинатора, в меньшей степени будут загрязнены углеводородными газами, что упростит их утилизацию в дальнейшем. Однако при промышленном оформлении процесса обессеривания в электрокальцинаторе не всегда следует выводить сернистые соединения с верхней его части, так как они в верхних слоях при низких температурах вступают в реакцию с углеродом кокса, и содержание серы в нем значительно повышается по сравнению с исходным. [c.122] Рециркуляция сернистых соединений внутри электрокальцинатора сопровождается тепловыми эффектами, осложняющими технологический процесс обессеривания. Для устранения указанного недостатка рекомендуется осуществлять вывод концентрированных сернистых соединений с промежуточной зоны. Точку вывода этих соединений по высоте аппарата определяют при помощи кривой равновесного содержания серы в коксах в зависимости от температуры (см. рис. 27). Например, при облагораживании кокса с содержанием серы около 4,0 мае. % эта точка будет на высоте, соответствующей температуре 1000—1150 °С. С повышением равновесного содержания серы в коксе зона вывода сернистых соединений перемещается в область более низких температур. [c.122] Недостатки обессеривания нефтяного кокса в электрокальцинаторе (большой расход электроэнергии, ограниченная возможность обессеривания мелочи и др.) явились причиной создания более эффективных процессов облагораживания мелочи нефтяного кокса в кипящем слое. [c.122] Применением специальных приемов (дожиг горючих газов в промежуточных ступенях многоступенчатых аппаратов, увеличение кратности циркуляции газов в нагревательной зоне и уменьшение ее в топочной зоне и т. д.) эти недостатки могут быть значительно сглажены и принцип кипящего слоя, безусловно, найдет широкое применение для высокотемпературного нагрева углеродистых материалов, в том числе нефтяного и пекового коксов. [c.123] Принцип кипящего слоя может быть применен для прокалки и обессеривания мелких фракций нефтяного кокса с целью получения сырья для производства электродной продукции. При исследовании процессов облагораживания в кипящем слое нами был изучен процесс взаимодейств11я кокса с активными составляющими дымовых газов в односекционном аппарате (рис. 34). Аппарат состоит из двух частей верхняя цилиндрическая часть диаметром 130 мм. является реакционной камерой нижняя коническая служит топочным пространством. Распределительная решетка и отводная трубка выполнены из хромомагнезитового кирпича. В качестве топлива использовали пропан и часть кокса. [c.123] Расход воздуха 12 м 1ч на 1 кг кокса. [c.125] По мере прокалки скорость угара быстро снижается и примерно через 7—10 мин при указанных температурах становится почти постоянной (около 1 мае. % в 1 мин). [c.125] Вернуться к основной статье